JP6975580B2 - Press molding method - Google Patents
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Description
本発明は、プレス成形方法に関する。 The present invention relates to a press molding method.
絞り加工によるプレス成形では、ブランク材をプレスすることで材料を引き伸ばして縦壁部を形成し、所定の立体形状を成形する方法である。例えば、自動車の車体のパネル部品等は、上記のプレス成形により成形されることが多い(例えば、特許文献1)。 In press molding by drawing, a blank material is pressed to stretch the material to form a vertical wall portion, and a predetermined three-dimensional shape is formed. For example, panel parts and the like of an automobile body are often molded by the above-mentioned press molding (for example, Patent Document 1).
特許文献1のように、絞り加工によりブランク材をプレスして縦壁部を形成する方法では、ブランク材が引き伸ばされて縦壁部が成形されるため、その分だけ材料が縦壁部の側に流入する。このため、所望の大きさの成形品を得るためには、上記の流入量を考慮した大きめのブランク材を使用することが必要になり、歩留まりが悪くなるという課題があった。 In the method of pressing the blank material by drawing to form the vertical wall portion as in Patent Document 1, the blank material is stretched to form the vertical wall portion, so that the material is on the side of the vertical wall portion by that amount. Inflow to. Therefore, in order to obtain a molded product having a desired size, it is necessary to use a large blank material in consideration of the above-mentioned inflow amount, and there is a problem that the yield is deteriorated.
このため、本発明では、縦壁部への材料の流入量を低減し、より少ない材料を用いて成形することのできるプレス成形方法を提供することを課題としている。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a press molding method capable of reducing the inflow amount of a material into a vertical wall portion and molding using a smaller amount of material.
上記の課題を解決するため、本発明は、ダイをポンチに対して相対移動させることで板材をプレスし、前記板材に縦壁部を有する凸曲げ部を形成するプレス成形方法において、前記板材の端部側が前記プレス方向の両方向から挟持された状態で、当該板材の挟持された部分よりも内側に凸面状の張り出し部を形成する張出工程と、前記張出工程の後、前記板材の端部側が前記プレス方向の両方向から挟持された状態で、かつ、前記プレスの方向と直交する方向において前記張り出し部の屈曲開始位置が前記ポンチの内側に配置された状態で、前記ポンチと前記ダイとにより前記板材をプレスし、前記板材の挟持された部分よりも内側に前記凸曲げ部を形成する絞り工程とを含み、前記張出工程において前記板材に加える挟持圧が、前記絞り工程において前記板材に加える挟持圧よりも大きいことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a press forming method for pressing a plate material by moving a die relative to a punch to form a convex bent portion having a vertical wall portion on the plate material . In a state where the end side is sandwiched from both directions in the pressing direction, an overhanging step of forming a convex overhanging portion inward of the sandwiched portion of the plate material, and after the overhanging step, the end of the plate material. With the punch and the die in a state where the portion side is sandwiched from both directions in the press direction and the bending start position of the overhanging portion is arranged inside the punch in a direction orthogonal to the press direction. the sheet was pressed by, saw including a diaphragm forming the convex bent portions on the inner side of the clamped portion of the plate, nip pressure applied to the plate in the overhanging step, the in the drawing step It is characterized by being larger than the holding pressure applied to the plate material.
かかる構成によれば、絞り加工の前に、ブランク材に張り出し加工を施して張り出し部を形成する。これにより、ブランク材の全幅を変化させることなく、予めブランク材を薄く引き伸ばして曲げ形状を形成することができるため、絞り加工時の縦壁部への材料の流入を低減することができる。 According to such a configuration, the blank material is overhanged to form an overhanging portion before drawing. As a result, the blank material can be thinly stretched in advance to form a bent shape without changing the overall width of the blank material, so that the inflow of the material into the vertical wall portion during drawing can be reduced.
本発明によれば、絞り加工時の縦壁部への材料の流入を低減することができるため、所望の製品をより小さいブランク材によって成形することができ、歩留まりを改善することができる。 According to the present invention, since the inflow of the material into the vertical wall portion during drawing can be reduced, the desired product can be molded with a smaller blank material, and the yield can be improved.
本発明に係る以下の実施形態のプレス成形方法では、例えば、自動車部品であるドアインナパネルを成形することができる。本実施形態のプレス成形方法の各工程は、張り出し工程と、絞り工程と、抜き工程、寄せ曲げ工程および穴抜き工程とを経て行われる。本実施形態では、上記の工程のうち、特に、張り出し工程と絞り工程について説明する。 In the press molding method of the following embodiment according to the present invention, for example, a door inner panel which is an automobile part can be molded. Each step of the press forming method of the present embodiment is performed through an overhanging step, a drawing step, a punching step, a pulling bending step, and a hole punching step. In the present embodiment, among the above steps, the overhanging step and the drawing step will be described in particular.
図1に、張り出し工程において使用される張り出し加工装置10の断面図を示す。
図1に示すように、張り出し加工装置10は、ダイ11と、ポンチ12と、ブランクホルダ13と、ベース14とを主に備える。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the overhanging
As shown in FIG. 1, the
ダイ11は、ポンチ12に対して昇降可能に設けられる。ダイ11は、ポンチ12に対向する側に、押さえ面11aと、押さえ面11aよりもポンチ12から後退した成形面11bとを有する。押さえ面11aは成形面11bを囲うように周状に設けられる。成形面11bは、その断面が円弧状の凹部である。
The die 11 is provided so as to be able to move up and down with respect to the
ポンチ12はベース14に固定される。ポンチ12は、ダイ11に対向する側に、成形面11bに対応した凸円弧状の成形面12aを有する。
The
ブランクホルダ13は、ポンチ12を囲むように周状に設けられる。ブランクホルダ13の上面13aは、ブランク材50を載置する載置面として機能すると共に、ブランク材50の周縁を押さえる押さえ面として機能する。ブランクホルダ13は、ダイ11から荷重を加えられることにより、ベース14に対して降下可能に設けられる。
The
以下、上記の張り出し加工装置10を用いたブランク材50の張り出し加工について、図1〜図4を用いて説明する。なお、張り出し加工や後述する絞り加工により、ブランク材の厚みには差が生じ、均一ではなくなるが、以下の図では、便宜上その厚みを一定として図示する。
Hereinafter, the overhanging process of the
まず、図1に示すように、ブランク材50の周縁をブランクホルダ13の上面13aに載置する。
First, as shown in FIG. 1, the peripheral edge of the
そして、ダイ11をポンチ12に対して降下させることで、図2に示すように、押さえ面11aがブランク材50の周縁に上方から当接する。これにより、ダイ11の押さえ面11aとブランクホルダ13の押さえ面13aとによってブランク材50を所定のクッション圧で挟持する。張り出し工程では、このクッション圧を大きく設定することにより、張り出し工程の前後でブランク材50の全幅が変化しないように、ブランク材50の縁部をこの位置で挟持している。
Then, by lowering the
この状態で、さらにダイ11を押し下げることにより、ブランクホルダ13に対して押し下げる方向の力が働く。これにより、ダイ11およびブランクホルダ13が、ブランク材50の周縁を挟持した状態で、ベース14やポンチ12に対して一体的に下降する。そして、図3に示すように、ブランク材50の中央側下面が成形面12aに押し付けられて相対的に上方へ押し出す力を受け、ダイ11の側へ徐々に張り出す。その後、ダイ11の押し下げが進んで下死点に到達することで、図4に示すように、中央側に張り出し部61を有する中間材60が成形される。張り出し部61は、その断面が円弧状に形成され、後述する絞り加工後の成形品の凸曲げ部よりも緩やかな曲率を有する。
In this state, by further pushing down the
前述のように、高いクッション圧によってブランク材50の周縁が挟持されることで、ブランク材50の全長を変化させることなく、張り出し部61が成形される。つまり、上記の張り出し成形により、ブランク材50の主に中央側が薄く引き伸ばされることで張り出し部61が成形されており、中間材60の中央側は端縁側に比べて薄肉になっている。
As described above, the peripheral edge of the
次に、絞り工程において使用される絞り加工装置20の断面図を図5に示す。
図5に示すように、絞り加工装置20は、ダイ21と、ポンチ22と、ブランクホルダ23と、ベース24とを主に備える。
Next, a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5, the
ダイ21は、押さえ面21aと、押さえ面21aよりもポンチ22から後退した成形面21bとを有する。またポンチ22は、ダイ21側に成形面22aを有する。
The die 21 has a
また、前述の張り出し加工装置10と同様に、ダイ21はポンチ22に対して昇降可能に設けられ、ポンチ22はベース24に固定される。また、ブランクホルダ23は、ダイ21から荷重を加えられることにより、ベース24に対して降下可能に設けられる。
Further, similarly to the above-mentioned
以下、上記の絞り加工装置20を用いた中間材60の絞り加工について、図5〜図8を用いて説明する。
Hereinafter, drawing of the
まず、図5に示すように、前述の張り出し加工により成形した中間材60をブランクホルダ23の上面23aに載置する。
First, as shown in FIG. 5, the
そして、ダイ21をポンチ22に対して降下させることで、図6に示すように、押さえ面21aが中間材60の周縁に上方から当接する。ダイ21とブランクホルダ23は、押さえ面21aと押さえ面23aとによって中間材60を所定のクッション圧で挟持する。絞り工程では、このクッション圧が張り出し工程に比べて小さく設定される。このため、絞り加工の前後で中間材60の全幅は可変である。また、張り出し部61の高さが、後述する成形品の凸曲げ部71(図8参照)の高さよりも低く設けられることにより、図6の状態で、張り出し部61がダイ21の成形面21bに非接触になっている。
Then, by lowering the die 21 with respect to the
図6の状態から、さらにダイ21を押し下げることにより、ブランクホルダ23に押し下げる方向の力が働く。これにより、ダイ21およびブランクホルダ23が、中間材60の周縁を挟持した状態で、ベース24やポンチ22に対して一体的に下降する。そして、張り出し部61の下面が、その端縁側からポンチ22の成形面22bに押し当てられる。
By further pushing down the die 21 from the state shown in FIG. 6, a force in the pushing direction acts on the
この下降がさらに進むと、張り出し部61の中央側上面がダイ21の成形面21bに押し当てられる。これにより、図7に示すように、ダイ21の成形面21bとポンチ22の成形面22bとによって張り出し部61が押し潰されていくと共に、中間材60がその端縁側から中央側へ向けて徐々に成形面22aに押し当てられて絞り加工が進行する。そして、ダイ21が下死点に到達することで、図8に示すように、中央側に凸曲げ部71を有するプレス成形品70が成形される。
As this descent further progresses, the upper surface on the center side of the overhanging
例えば、ブランク材50に直接絞り加工を施して成形品70を成形する場合、縦壁部72の形成により、材料が引き伸ばされて縦壁部72の側に流入し、その全幅が小さくなってしまう。しかし本実施形態では、張り出し成形により、予めブランク材の中央側の材料を薄く引き伸ばして曲げ形状を形成しているため、絞り加工による縦壁部72形成時の縦壁部72への材料の流入量を小さく抑えることができる。従って、所望の成形品70を得るために必要なブランク材の幅が小さくなり、その歩留まりを改善することができる。
For example, when the
本実施形態では、ブランク材50(成形品70)の長手方向において、縦壁部72は、中間材60の張り出し部61が形成される位置よりも端縁側に形成されており、縦壁部72は、張り出し部61の立ち上がり部分よりも端縁側に設けられる。従って、張り出し部61は、縦壁部72を形成する部分の肉厚を極力小さくすることなく、縦壁部72よりも中央側の材料を薄く引き伸ばして形成されている。つまり、本実施形態では、縦壁部72を成形する部分の肉厚をできるだけ損なうことなく張り出し部61を成形することができ、絞り加工時の縦壁部72への材料の流入を極力抑えることができる。
In the present embodiment, in the longitudinal direction of the blank material 50 (molded product 70), the
ところで、本実施形態で成形可能なドアインナパネルは、周縁およびその付近がパネルの枠部分に相当し、中央側は他部品の取付部や開口部を有する、いわゆる臓物部分である。そして、このようなドアインナパネルの剛性は、その周縁側の厚みを一定以上設けることにより確保することができ、中央側は比較的薄肉であっても製品の剛性への影響は少ない。この点、本実施形態では、上記のように張り出し加工によってブランク材50の中央側の材料を薄く引き伸ばして張り出し部を形成している。つまり、本実施形態の成形方法をドアインナパネルの成形に適用することにより、肉厚の不要な中央側の材料を縦壁部72の肉厚として利用することができるため、部材の強度低下をほとんど生じることなく材料の歩留まりを改善することができる。
By the way, in the door inner panel that can be molded in the present embodiment, the peripheral edge and its vicinity correspond to the frame portion of the panel, and the central side is a so-called offal portion having attachment portions and openings for other parts. The rigidity of such a door inner panel can be ensured by providing a certain thickness or more on the peripheral side thereof, and even if the central side is relatively thin, the effect on the rigidity of the product is small. In this respect, in the present embodiment, the material on the center side of the
図9は、成形品70の各部の厚みの分布の一例を示した図であり、点線部はブランク材に対して絞り加工のみを施した従来の成形品を、実線部は本実施形態の成形品を示す。図7に示すように、成形品70は、周縁側の肉厚が中央側の肉厚よりも厚い。また、縦壁部72の部分で、成形品70の肉厚が最も薄くなっている。そして、本実施形態の成形方法と従来の成形方法では、その中央側の肉厚に違いがあり、本実施形態の成形方法の方が、中央側の肉厚が薄くなっている。本実施形態の成形方法により、中央側の不要な肉厚を削ることができ、その分だけ歩留まりを改善できることがわかる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the thickness distribution of each part of the molded
本実施形態では、中間材の張り出し部の形状を、図8に示すような凸円弧形状とした。しかしこれに限らず、図10(a)に示すようなビート形状であってもよいし、図10(b)に示すように、製品の縦壁部に対応する位置の周辺にのみ張り出し部を部分的に設ける構成であってもよい。 In the present embodiment, the shape of the overhanging portion of the intermediate material is a convex arc shape as shown in FIG. However, the present invention is not limited to this, and the beat shape may be as shown in FIG. 10 (a), or as shown in FIG. 10 (b), the overhanging portion is provided only around the position corresponding to the vertical wall portion of the product. It may be a configuration that is partially provided.
上記のような張り出し部の形状は、図1に示すダイ11の成形面11bとポンチ12の成形面12aの形状を対応した形状に変更することにより、張り出し加工によって成形することができる。所望の製品に必要な縦壁部の形状や配置等に合わせて最適な張り出し部の形状を選択し、歩留まりをより改善することができる。なお、ビード形状の張り出し部の場合、張り出しによるブランク材の引き伸ばし量を大きく稼ぐことができるため、張り出し部の高さは、一つ山の形状と比較して小さくなる。このように、張り出し部の高さは、流入させたい材料の量や張り出し部の形状等を考慮して、最適な高さを選択する。
The shape of the overhanging portion as described above can be formed by overhanging by changing the shapes of the
絞り加工の後、成形品70は、抜き工程で不要な部分を切断された後、寄せ曲げ工程および穴抜き工程で所定の曲げ部や開口部を形成される等、所定の工程を経て、完成品として成形される。
After the drawing process, the molded
以上の張り出し加工装置10および絞り加工装置20では、ダイをポンチに対して昇降させることでそれぞれの加工を施す構成としたが、これとは逆に、ポンチをダイに対して昇降させる構成であってもよい。
In the above-mentioned
また、以上の実施形態では、張り出し加工装置10および絞り加工装置20をそれぞれ別途設け、それぞれの加工装置で張り出し加工および絞り加工を行う場合について説明したが、単一の加工装置により本発明のプレス成形方法を実施することもできる。
Further, in the above embodiment, the case where the overhanging
例えば、図11に示すように、本実施形態の加工装置30は、ダイ31と、ポンチ32と、ブランクホルダ33と、ベース34とを主に備える。
For example, as shown in FIG. 11, the
ダイ31は、ポンチ32に対して昇降可能に設けられる。ダイ31は、ポンチ32に対向する側に、押さえ面31aと、押さえ面31aよりもポンチ32から後退した成形面31bとを有する。
The
また、ダイ31は、ダイ31の本体部に対して相対的に昇降可能な可動部31cと、可動部31cを収容可能な収容部31dとを有する。可動部31cおよび収容部31dは、周状に設けられ、後述する張り出し部の形状を囲うようにして設けられる。
Further, the
ポンチ32は、固定部32aと、第一可動部32bと、第二可動部32cとを有する。固定部32aおよび第一可動部32bは、中空筒状に形成され、固定部32aの内部に第一可動部32bが、そして第一可動部32bの内部に第二可動部32cが設けられた入れ子構造をしている。第二可動部32cは筒状に形成される。
The
固定部32aはベース34に固定される。また、第一可動部32bおよび第二可動部32cは、それぞれ固定部32aおよび他の可動部に対して相対的に昇降可能に設けられる。固定部32aはその上面に成形面32a1を、第一可動部32bはその上面に成形面32b1を、第二可動部32cはその上面に成形面32c1をそれぞれ有する。
The fixing
ブランクホルダ33は、ポンチ32を囲むように周状に設けられる。ブランクホルダ33の上面33aは、ブランク材50を載置する載置面として機能すると共に、ブランク材50の周縁を押さえる押さえ面として機能する。ブランクホルダ33は、ダイ31から荷重を加えられることにより、ベース34に対して降下可能に設けられる。
The
以下、上記の加工装置30を用いた本実施形態のプレス成型方法の各工程について、図11〜図17を用いて説明する。
Hereinafter, each step of the press molding method of the present embodiment using the above-mentioned
まず図11に示すように、ブランク材50をブランクホルダ33の載置面33aに載置する。この状態では、ダイ31の可動部31cが、収容部31dから飛び出し、可動部31cの下面と押さえ面31aが面一になっている。
First, as shown in FIG. 11, the
そして、ダイ31をポンチ32およびベース34に対して降下させることで、図12に示すように、押さえ面31aおよび可動部31cの下面と、押さえ面33aとによってブランク材50の周縁を所定のクッション圧で挟持する。張り出し工程では、このクッション圧を大きく設定することにより、加工の前後でブランク材50の全長が変化しないようにしている。
Then, by lowering the die 31 with respect to the
この状態で、ポンチ32の第一可動部32bおよび第二可動部32cを、ダイ31やブランクホルダ33に対して上昇させる。これにより、成形面32b1および成形面32c1がブランク材50の下面に押し当てられ、ブランク材50がその中央側からダイ31の側へ徐々に張り出していく。そして、図13に示すように、第一可動部32bおよび第二可動部32cが上死点に到達することにより、張り出し部61を有する中間材60が成形される。第二可動部32cは、第一可動部32bよりもその突出量が大きく設けられているため、張り出し部61は、中間材60の中央側に向けてダイ31の側に張り出した凸状に形成される。
In this state, the first
そして、図14に示すように、ポンチ32において成形面32c1が成形面32b1と同じ高さになる位置まで第二可動部32cが降下する。また、ダイ31においては、可動部31cがダイ31本体に対して上昇して収容部31dに収容される。この状態では、可動部31cの下面と成形面31bとが面一になる。張り出し部61の成形後は、押し付け面31aと押し付け面33aによる中間材の挟持圧(クッション圧)を小さくし、中間材60の全幅を可変とする。
Then, as shown in FIG. 14, the second
この状態で、ダイ31をポンチ32に対して下降させることにより、図15に示すように、中間材60の下面が成形面32b1および成形面32c1に押し当てられると共に、張り出し部61の上面が成形面31bに押し当てられる。これにより、中間材60の端縁側に立ち上がり部分が形成されていくと共に、張り出し部61が押し潰されてその高さが小さくなる。
In this state, by lowering the die 31 with respect to the
次に、図16に示すように、第一可動部32bおよび第二可動部32cが下降して固定部32a内に収められ、成形面32b1および成形面32c1が成形面32a1と同じ高さになって、成形面32dが形成される。この状態でダイ31をさらに下降させることにより、中間材60の下面が成形面32dに、中間材60の上面が成形面31b(および可動部31dの下面)にそれぞれ押し当てられて、絞り加工を施される。そして、図17に示すように、ダイ31が下死点に到達することにより、縦壁部72を有する凸曲げ部71を備えた成形品70が成形される。
Next, as shown in FIG. 16, the first
以上のように、本実施形態では、張り出し加工と絞り加工について、それぞれ別個の加工装置を設ける必要がなく、一つの加工装置により両方の加工を施すことができる。従って、型交換の必要がなく、より迅速にブランク材に張り出し加工および絞り加工を施すことができる。 As described above, in the present embodiment, it is not necessary to provide separate processing devices for the overhanging process and the drawing process, and both processes can be performed by one processing device. Therefore, there is no need to change the mold, and the blank material can be overhanged and drawn more quickly.
また上記の加工装置30では、各可動部の飛び出し量や分割する可動部の個数(本実施形態では2つ)を変更することにより、中間材60の張り出し部61の形状を任意に変更することができる。これにより、必要な成形品の肉厚の分布などに応じて、最適な張り出し部61の形状を選択することができる。なお、本実施形態においても、加工装置の対応する形状を変更することにより、図10(a)のビート形状、図10(b)の形状等、適宜、張り出し部の形状を変更することができるのはもちろんである。
Further, in the above-mentioned
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本実施形態では、説明の簡略化のために、一つの凸曲げ部を有する形状の成形品を成形する場合について説明したが、複数の凸曲げ部を有する構成であっても同様に成形できることはもちろんである。 In the present embodiment, for the sake of simplification of the description, the case of molding a molded product having a shape having one convex bending portion has been described, but it is possible to similarly mold a molded product having a plurality of convex bending portions. Of course.
10 張り出し加工装置
20 絞り加工装置
30 加工装置
11、21、31 ダイ
12、22、32 ポンチ
13、23、33 ブランクホルダ
14、24,34 ベース
50 ブランク材
60 中間材
61 張り出し部
70 成形品
71 凸曲げ部
72 縦壁部
10
Claims (1)
前記板材の端部側が前記プレス方向の両方向から挟持された状態で、当該板材の挟持された部分よりも内側に凸面状の張り出し部を形成する張出工程と、
前記張出工程の後、前記板材の端部側が前記プレス方向の両方向から挟持された状態で、かつ、前記プレスの方向と直交する方向において前記張り出し部の屈曲開始位置が前記ポンチの内側に配置された状態で、前記ポンチと前記ダイとにより前記板材をプレスし、前記板材の挟持された部分よりも内側に前記凸曲げ部を形成する絞り工程とを含み、
前記張出工程において前記板材に加える挟持圧が、前記絞り工程において前記板材に加える挟持圧よりも大きいことを特徴とするプレス成形方法。 In a press forming method in which a plate material is pressed by moving the die relative to the punch to form a convex bent portion having a vertical wall portion on the plate material.
An overhanging step of forming a convex overhanging portion inward of the sandwiched portion of the plate material in a state where the end side of the plate material is sandwiched from both directions in the pressing direction.
After the overhanging step, the bending start position of the overhanging portion is arranged inside the punch in a state where the end side of the plate material is sandwiched from both directions in the pressing direction and in a direction orthogonal to the pressing direction. while being, the sheet was pressed by said said punch die, saw including a diaphragm forming the convex bent portions on the inner side of the clamped portion of the plate,
A press molding method characterized in that the holding pressure applied to the plate material in the overhanging step is larger than the holding pressure applied to the plate material in the drawing step.
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